شناسایی و مدل سازی فرایند گسترش ترک در مکانیک شکست مواد پلیمری

بررسی خواص مکانیکی مواد پلیمری با توجه به استفاده روزافزون از این مواد از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این مقاله فرایند گسترش ترک با استفاده از داده های تجربی به دست آمده از تست کششی پلیمر پلی وینیل کلراید (PVC) با هدف کاهش تعداد تست های تجربی شناسایی شده است. در نمونه های تجربی، پیش ترک ها به روش های خان کشی و کله زنی ایجاد شده است و نتایج تجربی نیرو بر حسب جابجائی ثبت گردیده است. در مرحله بعد چند عملیات پیش پردازش ریاضی از جمله یکسان سازی فواصل نمونه برداری با استفاده از روش درون یابی و انتگرال گیری به روش ذوزنقه ای روی داده ها انجام شده است. در مرحله سوم با استفاده از نتایج عددی پردازش شده و روش شناسایی حداقل مربعات، مدل ریاضی سیستم یعنی تابع تبدیل حوزه فرکانس گسسته فرایند گسترش ترک، به دست آمده است. در نهایت مدل ریاضی به دست آمده پس از ارزیابی و راستی آزمایی با نتایج تجربی دیگر، جهت پیش بینی فرایند گسترش ترک پیشنهاد شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که با شناسایی فرایند گسترش ترک برای نمونه های محدود، می توان از تعداد آزمایشات عملی که مستلزم صرف زمان و هزینه زیادی است، جلوگیری کرد. همچنین روش حداقل مربعات دو مرحله ای مرتبه دوم با تعداد پنج پارامتر به صورت امیدوارکننده ای قادر به تخمین دینامیک رشد ترک با دقت قابل قبول به خصوص در نیمه اول فرایند رشد است.

کلیدواژه ها:

شناسایی ، مدلسازی ریاضی ، روش حداقل مربعات ، فرایند گسترش ترک ، پلی وینیل کلراید ، خان کشی ، کله زنی